DE19581934C2

DE19581934C2 - Pedalgetriebenes Fahrrad mit einem Hilfsantriebsmittel

Info

Publication number: DE19581934C2
Application number: DE19581934T
Authority: DE
Inventors: Kaoteh Chai
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 2000-07-06
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: JPH11502482A; AU2134095A; CN2214351Y; WO1996030249A1; DE19581934T1; US6062329A

Description

Die Erfindung betrifft ein pedalgetriebenes Fahrrad nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit einem Hilfsantriebsmittel (wie einer kleinen Brennkraft maschine oder einem Gleichstrom-Elektromotor), und insbesondere ein pedal getriebenes Fahrrad mit einem Hilfsantriebsmittel, das mit zwei Freiläufen und zwei Antriebsketten versehen ist, wobei die zwei Freiläufe jeweils separat über je eine entsprechende Kette durch die Leistung des Hilfsantriebsmittels und durch das Pedaltreten des Fahrers angetrieben werden.

Bei einem aus der Praxis bekannten pedalgetriebenen Fahrrad mit Hilfsantriebsmittel ist das Hilfsantriebsmittel schwenkbar an dem Fahrradrahmen montiert und ein Reibrad ist an dem Ende der Antriebsausgangswelle des Hilfsantriebsmittels eingerichtet, wobei die Vortriebswirkung dann durch den Reibantrieb zwischen dem Reibrad und dem Fahrradreifen erzielt wird, wenn das Rad rollt. Jedoch treten bei dieser Art von Reibantrieb zwischen dem Reibrad und dem Reifen bei Änderungen des Luftdrucks im Reifen große Unterschiede im Wirkungsgrad der Umsetzung auf. Insbesondere ist es unmöglich sicherzustellen, daß das Hilfsantriebsmittel bei der Drehgeschwindigkeit unter optimalen Betriebsbedingungen arbeitet, weil das Rad direkt durch das Hilfsantriebsmittel angetrieben wird. Als Folge verbraucht das Hilfsantriebsmittel übermäßig viel Energie. Das wird noch offensichtlicher dann, wenn das Hilfsantriebsmittel ein kleiner Benzinmotor ist. Ebenso für den Fall, daß Lehm und Sand auf den Reifen haften, wo der Wirkungsgrad der Reibübertragung weiter beeinträchtigt ist. Das Hilfsantriebsmittel kann sogar nicht normal arbeiten. Auch werden im Stand der Technik für die Übertragung der Leistung von dem Hilfsantriebsmittel zu der Antriebskette, um die Antriebskette, die von dem Pedaltreten des Fahrers angetrieben wird, vorzutreiben, ein sehr kompliziertes Kupplungsgetriebe und eine Betätigungseinrichtung zum Verändern des Kupplungsgetriebes eingesetzt. Da die ausgelegte Festigkeit der Antriebskette gemäß der menschlichen Trittkraft definiert ist, wird die Kette überlastet, wenn daneben an dieser Antriebskette eine Antriebskraft hinzugefügt wird. Daher wird sie leicht verschleißen oder reißen. Darüber hinaus ist bei dem Fahrrad, das nur eine Antriebskette verwendet, die Struktur des Kupplungsgetriebes sehr kompliziert. Daher wird nicht nur die Möglichkeit eines Ausfalls größer, sondern insbesondere kann der teure Preis von gewöhnlichen Verbrauchern nicht akzeptiert werden.

US-PS 3,280,932 beschreibt ein pedalgetriebenes Fahrrad mit Hilfsmotor, bei dem beide Antriebe über jeweils einen zugeordneten Freilauf eine Antriebskraft auf das hintere Rad des Fahrrads übertragen. Der am Rahmen des Fahrrads angeordnete Hilfsmotor weist eine Fliehkraftkupplung auf, die den Motor mit einem Antriebszahnrad kuppelt, welches Antriebszahnrad mit einem außerhalb eines Gehäuses angeordneten Abtriebszahnrad kämmt, das eine Kette über ein auf derselben Welle wie das Abtriebszahnrad angeordnetes Zahnrad für den Antrieb des Hinterrads bewegt. Nachteilig bei dieser Bauart ist der große Platzbedarf und auch die Verletzungsgefahr bzw. die Gefahr eines Blockierens am offenen Getriebe. Hierzu ist zu bemerken, daß es wünschenswert ist, im Hinblick auf das Gewicht und den Platzbedarf eines Hilfsmotors dessen Anschlußteile möglichst kompakt auszubilden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein pedalgetriebenes Fahrrad nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, das in kleinbauender Weise einen Hilfsantrieb für ein Fahrrad bereitstellt.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten pedalgetriebenen Fahrrad mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dabei kann das Hilfsantriebsmittel und das Kupplungsgetriebe auf der Fahrradsitzstütze befestigt sein, und der zweite Freilauf und der Freilauf des Fahrrads auf derselben Seite des Hinterrads angeordnet sein.

Dabei kann das Hilfsantriebsmittel und das Kupplungsgetriebe auf der Fahrradsitzstütze befestigt sein, wobei der zweite Freilauf und der Freilauf des Fahrrads getrennt auf verschiedenen Seiten des Hinterrads angeordnet sind.

Dabei kann das Hilfsantriebsmittel und das Kupplungsgetriebe auf dem hinteren Gepäckträger des Fahrrads befestigt sein, und der zweite Freilauf und der Freilauf des Fahrrads auf derselben Seite des Hinterrads angeordnet sein.

Dabei kann das Hilfsantriebsmittel und das Kupplungsgetriebe auf dem hinteren Gepäckträger des Fahrrads befestigt sein, und der zweite Freilauf und der Freilauf des Fahrrads getrennt auf verschiedenen Seiten des Hinterrads angeordnet sein.

Dabei kann das Hilfsantriebsmittel und das Kupplungsgetriebe auf der Fahrradlenkstange befestigt sein, wobei der zweite Freilauf auf einer der Seiten des Vorderrads des Fahrrads angeordnet ist.

Dabei kann das Hilfsantriebsmittel und das Kupplungsgetriebe an dem Fahrradsitzrohr und dem vorderen Stützrohr befestigt sein, wobei der zweite Freilauf an dem Tretlager des Fahrrads montiert ist.

Dabei kann das besagte Fahrrad auch ein Dreirad oder ein Rad mit vier Rädern sein, die durch Menschenkraft pedalgetrieben sind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das pedalgetriebene Fahrrad mit Hilfsantriebsmittel einfach in seiner Struktur, billig im Preis und leicht im Betrieb. Die einzige Sache, die nach Starten des Hilfsantriebsmittels (wie beispielsweise eine kleine Brennkraftmaschine) gemacht werden muß, ist das Erhöhen der Drehzahl des Hilfsantriebsmittels auf seinen optimalen Einstellwert, zu welchem Zeitpunkt die Zentrifugalkraft die elastische Kraft der Ringfeder überwindet und die Zentrifugalblöcke dazu veranlaßt, auszuwandern und den an der äußeren Oberfläche der Zentrifugalblöcke angeordneten Kupplungsbelag dazu veranlaßt, sich gegen die innere Oberfläche des Napfes der angetriebenen Scheibe fest anzupressen, wodurch die Leistung des Hilfsantriebsmittels durch das kleine Zahnrad auf der Stützscheibe zu dem großen Zahnrad auf der Ausgangswelle des Kupplungsgetriebes übertragen werden kann und dann die Leistung weiter von der Ausgangswelle übertragen wird. Da die Antriebsrichtung des zweiten Freilaufs dieselbe ist wie die des Freilaufs des Fahrrads wird somit die Beeinflussung des Vortriebs des Fahrrads erreicht.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert:

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Getriebes des erfindungsgemäßen pedalgetriebenen Fahrrads, in der das Hilfsantriebsmittel nicht dargestellt ist;

Fig. 2 ist eine allgemeine schematische Ansicht eines ersten Ausführungs beispiels des erfindungsgemäßen pedalgetriebenen Fahrrads;

Fig. 3 ist eine allgemeine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungs beispiels des erfindungsgemäßen pedalgetriebenen Fahrrads;

Fig. 4 ist eine allgemeine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungs beispiels des erfindungsgemäßen pedalgetriebenen Fahrrads;

Fig. 5 ist eine allgemeine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungs beispiels des erfindungsgemäßen pedalgetriebenen Fahrrads;

Fig. 6 ist eine allgemeine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungs beispiels des erfindungsgemäßen pedalgetriebenen Fahrrads, bei dem der zweite Freilauf auf dem Tretlager des Fahrrads koaxial mit dem Kettenrad des Fahrrads montiert ist;

Fig. 7 ist eine schematische Teilansicht des Kupplungsgetriebes, in dem das Kupplungsteil gezeigt ist.

Die Fig. 1 und 2 zeigen das Getriebe und die allgemeine Anordnung für das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen pedalgetriebenen Fahrrads mit einem Hilfsantriebsmittel. Das pedalgetriebene Fahrrad umfaßt neben den Teilen eines gewöhnlichen Fahrrads einen zweiten Freilauf 2, eine zweite Kette 3, ein zweites Kettenrad 4 und ein Kupplungsgetriebe 20. In diesem Ausführungs beispiel sind der zweite Freilauf (Ratsche) 2 und der Freilauf (Ratsche) 14 des Fahrrads koaxial auf derselben Seite der hinteren Nabe des Fahrrads montiert und weisen dieselbe Antriebsrichtung auf. Darüber hinaus führt die zweite Kette 3 eine Kettenübertragung zwischen dem auf der Ausgangswelle 13 des Kupplungs getriebes 20 montierten zweiten Kettenrad 4 und dem zweiten Freilauf 2 aus. Daher kann die Leistung der Ausgangswelle 13 auf den zweiten Freilauf 2 über tragen werden. Das Kupplungsgetriebe 20 kann mit dem (nicht dargestellten) Hilfsantriebsmittel in einer Einheit zusammengebaut sein, wobei das Kupplungs getriebe 20 sein Gehäuse 5 und 5' über Bolzen verbunden hat, in welchem sich eine Stützscheibe 9 für Zentrifugalblöcke, eine angetriebene Scheibe 6, eine Eingangswelle 8 und ein Paar von geschwindigkeitsuntersetzenden Schrauben zahnrädern, nämlich ein kleines Zahnrad 7 und ein großes Zahnrad 7', befinden. Die Stützscheibe 9 für Zentrifugalblöcke ist fest mit der Eingangswelle 8 ver bunden. Die Zentrifugalblöcke 10 sind gleichmäßig gleitend radial auf Führungen der Stützscheibe 9 für Zentrifugalblöcke (siehe Fig. 1 und 7) montiert. Eine Ringfeder 11 ist in die Ausnehmung jedes Zentrifugalblocks 10 eingelassen. Auf der relativ zu der Stützscheibe 9 für Zentrifugalblöcke radial äußeren Oberfläche jedes Zentrifugalblocks 10 ist ein Stück Kupplungsbelag 12 montiert. Die Gestalt der angetriebenen Scheibe 6 erscheint wie ein Napf mit einem Durchgangsloch am Boden. Die Trommel des kleinen Zahnrads 7 ist an dem äußeren Bereich angesetzt, der sich axial von der äußeren Seite des Bodens der angetriebenen Scheibe erstreckt, wobei die angetriebene Scheibe 6 gleitbeweglich aufgesetzt ist auf den sich axial erstreckenden Flansch der Stützscheibe 9 für Zentrifugalblöcke und sein Napf den Rand der Zentrifugalblöcke 10 umschließt. Das kleine Zahnrad 7 befindet sich mit dem auf der Ausgangswelle 13 montierten großen Zahnrad 7' in Eingriff.

In diesem Ausführungsbeispiel ist das Hilfsantriebsmittel eine kleine Brennkraft maschine mit einem Hubraum von 25 cm³, wobei die Brennkraftmaschine von Hand gestartet wird und ihre Drosselventilsteuerung mit dem Griff des Fahrrads über ein Kabel verbunden ist.

Das Hilfsantriebsmittel und das Kupplungsgetriebe 20 dieses Ausführungs beispiels sind an der Fahrradsitzstütze fixiert, und der zweite Freilauf 2 und der Freilauf 14 des Fahrrads sind auf derselben Seite der hinteren Nabe des Fahrrads angeordnet (siehe Fig. 2).

Nachdem das Hilfsantriebsmittel (die kleine Brennkraftmaschine) gestartet worden ist, wird es auf die vorbestimmte optimale Drehzahl beschleunigt, zum Beispiel 2700 U/min. Die Zentrifugalkraft wirkt auf die Zentrifugalblöcke 10 und überwindet die Spannung der Ringfeder 11, und veranlaßt die Zentrifugalblöcke 10 zu einer Auswärtsbewegung und ermöglicht dem darauf befindlichen Kupplungsbelag 12, sich fest an die innere Oberfläche des Napfes der angetriebenen Scheibe 6 zu pressen, so daß die angetriebene Scheibe 6 sich dreht. Durch den Eingriff des kleinen Zahnrads 7 auf der angetriebenen Scheibe 6 mit dem großen Zahnrad 7' auf der Ausgangswelle 13 wird Leistung von der Welle 8 übertragen und das zweite Kettenrad 4 auf der Ausgangswelle 13 zur Drehung veranlaßt. Wird das zweite Kettenrad 4 mit dem zweiten Freilauf 2 über die zweite Kette 3 verbunden, wird der auf der Nabe des Rads 1 des Fahrrads montierte zweite Freilauf 2 angetrieben und dreht sich, so daß eine Kraft auf das Rad 1 des Fahrrads einwirkt, wobei dies nicht den Antrieb des Freilaufs 14 des Fahrrads aufgrund Pedaltritt von Menschenkraft über die Pedale 16 und das Fahrradkettenrad 17 beeinträchtigen könnte, da der zweite Freilauf 2 und der Freilauf 14 des Fahrrads dieselbe Antriebsrichtung aufweisen. Unabhängig davon, ob die Drehzahl des zweiten Freilaufs 2 höher oder niedriger als die des Freilaufs 14 des Fahrrads ist, können sich diese nicht gegenseitig stören, sondern nur gegenseitig unterstützen.

In Fig. 3 unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungs gemäßen pedalgetriebenen Fahrrads mit Hilfsantriebsmittel von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, daß der zweite Freilauf 2 und der Freilauf 14 des Fahrrads getrennt auf unterschiedlichen Seiten des Rads angeordnet sind.

In Fig. 4 unterscheidet sich das dritte Ausführungsbeispiel des erfindungs gemäßen pedalgetriebenen Fahrrads mit Hilfsantriebsmittel von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, daß das Hilfsantriebsmittel und das Kupplungsgetriebe 20 auf dem hinteren Gepäckträger des Fahrrads befestigt sind. Der zweite Freilauf 2 kann auf einer beliebigen der beiden Seiten des Hinterrads 1 angeordnet sein.

In Fig. 5 unterscheidet sich das vierte Ausführungsbeispiel des erfindungs gemäßen pedalgetriebenen Fahrrads mit Hilfsantriebsmittel von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, daß das Hilfsantriebsmittel und das Kupplungs getriebe 20 an der Lenkstange befestigt sind, und der zweite Freilauf 2 auf einer beliebigen der beiden Seiten der vorderen Nabe des Fahrrads angeordnet ist.

In Fig. 6 unterscheidet sich das fünfte Ausführungsbeispiel des erfindungs gemäßen pedalgetriebenen Fahrrads mit Hilfsantriebsmittel von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, daß das Hilfsantriebsmittel und das Kupplungs getriebe 20 an dem Fahrradsitzrohr und dem vorderen Stützrohr fixiert sind, und daß der zweite Freilauf 2 auf dem Tretlager des Fahrrads montiert ist, wobei beide Füße des Fahrers simultan mit dem Pedal bewegt werden müssen, wenn das Hilfsantriebsmittel als Unterstützung das Fahrrad antreibt. Es ist offensichtlich, daß die vorstehend erwähnten Vorrichtungen für Dreiräder oder für vierrädrige Fahrräder eingesetzt werden können, die von Menschenkraft getreten werden.

Das erfindungsgemäße pedalgetriebene Fahrrad mit einem Hilfsantriebsmittel kann als Beförderungsmittel anstelle von Fortbewegung zu Fuß verwendet werden, ebenfalls als Transportmittel, wenn es für Pedalantriebe von Dreirädern oder von Vierrädern ausgebildet ist. Offensichtlich kann es auch als Spielzeug oder zur Belustigung verwendet werden.

Claims

1. Pedalgetriebenes Fahrrad, umfassend
ein Hilfsantriebsmittel mit einer zugeordneten Steuerung;
ein Kupplungsgetriebe (20) mit einer Ausgangswelle (13), auf der ein zweites Kettenrad (4) angeordnet ist, und mit einer Eingangswelle (8), die mit einer Ausgangswelle des Hilfsantriebsmittel zusammenwirkt;
einen Rahmen, auf dem das Hilfsantriebsmittel gemeinsam mit dem Kupplungsgetriebe (20) befestigt ist;
einen ersten Freilauf (14), der mit Pedalen (16) des Fahrrads zu sammenwirkt und auf einer hinteren Nabe des Fahrrads montiert ist; und
einen zweiten Freilauf (2), der auf der hinteren Nabe des Fahrrads montiert ist und über eine zweite Kette (3) mit dem zweiten Kettenrad (4) verbunden ist, wobei das Kupplungsgetriebe auf die zweite Kette einen Kettenantrieb überträgt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kupplungsgetriebe (20) in einem Gehäuse, dessen Gehäuse teile (5, 5') über Bolzen verbunden sind, untergebracht ist, in welchem sich die Eingangswelle (8), eine angetriebene Scheibe (6), eine fest mit der Eingangswelle (8) verbundene Stützscheibe (9) für Zentrifugalblöcke (10) und ein Paar von geschwindigkeitsuntersetzenden Zahnrädern, nämlich ein kleines Zahnrad (7) und ein großes Zahnrad (7'), befinden,
daß die Zentrifugalblöcke (10) gleichmäßig über den Umfang der Stützscheibe (9) verteilt sind und radial gleitend auf Führungen der Stützscheibe (9) montiert sind, wobei eine Ringfeder (11) in eine Ausnehmung jedes Zentrifugalblocks (10) eingelassen ist und auf der relativ zu der Stützscheibe (9) radial äußeren Oberfläche jedes Zentrifugalblocks (10) ein Kupplungsbelag (12) montiert ist, und
daß die angetriebene Scheibe (6) die Form eines Napfes hat, mit einem äußeren Bereich, der sich axial von der äußeren Seite des Bodens der Scheibe (6) erstreckt und mit einem Durchgangsloch versehen ist, wobei das kleine Zahnrad (7) an dem axialen äußeren Bereich der Scheibe (6) angesetzt ist und die angetriebene Scheibe (6) rotierbar auf einen sich axial erstreckenden Flansch der Stützscheibe (9) aufgesetzt ist und der Napf der Scheibe (6) den Rand der Zentrifugalblöcke (10) umschließt, wobei das kleine Zahnrad (7) sich mit dem auf der Ausgangswelle (13) montierten großen Zahnrad (7') in Eingriff befindet.

2. Pedalgetriebenes Fahrrad nach Anspruch 1, bei dem das Hilfsantriebs mittel und das Kupplungsgetriebe auf der Fahrradsitzstütze befestigt sind, und der zweite Freilauf und der Freilauf des Fahrrads auf derselben Seite des Hinterrads angeordnet sind.

3. Pedalgetriebenes Fahrrad nach Anspruch 1, bei dem das Hilfsantriebs mittel und das Kupplungsgetriebe auf der Fahrradsitzstütze befestigt sind, wobei der zweite Freilauf und der Freilauf des Fahrrads getrennt auf verschiedenen Seiten des Hinterrads angeordnet sind.

4. Pedalgetriebenes Fahrrad nach Anspruch 1, bei dem das Hilfsantriebs mittel und das Kupplungsgetriebe auf dem hinteren Gepäckträger des Fahrrads befestigt sind, und der zweite Freilauf und der Freilauf des Fahrrads auf derselben Seite des Hinterrads angeordnet sind.

5. Pedalgetriebenes Fahrrad nach Anspruch 1, bei dem das Hilfsantriebs mittel und das Kupplungsgetriebe auf dem hinteren Gepäckträger des Fahrrads befestigt sind, und der zweite Freilauf und der Freilauf des Fahrrads auf verschiedenen Seiten des Hinterrads angeordnet sind.

6. Pedalgetriebenes Fahrrad nach Anspruch 1, bei dem das Hilfsantriebs mittel und das Kupplungsgetriebe auf der Fahrradlenkstange befestigt sind, wobei der zweite Freilauf auf einer der Seiten des Vorderrads des Fahrrads angeordnet ist.

7. Pedalgetriebenes Fahrrad nach Anspruch 1, bei dem das Hilfsantriebs mittel und das Kupplungsgetriebe an dem Fahrradsitzrohr und dem vorderen Stützrohr befestigt sind, wobei der zweite Freilauf an dem Tretlager des Fahrrads angeordnet ist.

8. Pedalgetriebenes Fahrrad nach Anspruch 7, bei dem das Fahrrad ein Dreirad oder ein Vierrad ist, daß von Menschenkraft bewegt wird.